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Valutazione Efficiente delle Query tra Snapshot

Impara metodi per valutazioni rapide delle query utilizzando strutture di grafi comuni.

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Semplificare leSemplificare levalutazioni delle querynelle query snapshot.Nuovi metodi migliorano l'efficienza
Indice

In questo articolo, semplifichiamo il processo di valutazione delle query su una serie di istantanee usando due metodi chiave basati su una struttura chiamata Common Graph. Questi metodi mirano a rendere più veloci ed efficienti le risposte alle query.

Valutazione delle Query con Metodo Direct Hop

Per prima cosa, guardiamo al metodo direct hop per valutare le query. L'idea è usare il Common Graph, che mostra le connessioni presenti in tutte le istantanee sotto esame. In questo modo, possiamo evitare gran parte del lavoro ripetitivo che rallenterebbe il processo.

Con questo metodo, invece di dover ricominciare ogni volta che vogliamo controllare un'istantanea, prima raccogliamo i risultati dal Common Graph. Dopo aver ottenuto questi risultati, dobbiamo solo aggiornare le nostre scoperte applicando le modifiche-come aggiungere o rimuovere collegamenti-mentre ci spostiamo da un'istantanea all'altra. Questo significa che non dobbiamo eseguire un processo più costoso per ogni cambiamento, rendendo il metodo direct hop molto più veloce.

Per illustrare, immaginiamo di avere tre istantanee di un grafo: A, B e C. Possiamo identificare cambiamenti tra queste istantanee, come aggiungere o rimuovere connessioni. Usando il metodo direct hop, possiamo scoprire come raggiungere ciascuna istantanea semplicemente aggiungendo connessioni anziché rifare tutto da capo.

Confrontando questo metodo con un altro approccio dove si devono considerare sia le aggiunte che le cancellazioni, il metodo direct hop si dimostra più efficiente. Il motivo è che gestire le cancellazioni tende ad essere più costoso rispetto alle aggiunte. Le evidenze sperimentali supportano quest'idea, mostrando l'efficienza del direct hop.

Algoritmo Basato su Griglia Triangolare per la Valutazione delle Query

Adesso, cambiamo il nostro focus per affrontare sequenze più lunghe di istantanee usando un metodo chiamato Griglia Triangolare. Questo metodo aiuta a massimizzare l'efficienza del nostro lavoro quando valutiamo le query.

La struttura della Griglia Triangolare ci permette di creare grafi intermedi che collegano coppie di istantanee. In questo modo, possiamo sfruttare il lavoro già fatto su istantanee precedenti per aiutare quelle successive. Ogni coppia di istantanee nella griglia corrisponde a un nuovo subgrafo, permettendoci di calcolare le connessioni in modo più efficace.

Quando costruiamo la Griglia Triangolare, creiamo una serie di strati che collegano le istantanee originali. Ogni strato collega il precedente al successivo, e possiamo guadagnare una notevole efficienza. L'idea chiave è che quando ci spostiamo da un'istantanea all'altra attraverso questi strati, dobbiamo solo considerare le modifiche-le aggiunte-mantenendo al minimo il lavoro ridondante.

Creare la Griglia Triangolare implica impostarla in modo che possiamo calcolare facilmente quali aggiunte di collegamenti ci servono. Questo ci consente di stabilire un percorso diretto che sfrutta il lavoro precedente minimizzando lo sforzo extra.

Programmi di Valutazione delle Query

Dalla Griglia Triangolare, possiamo creare programmi per le valutazioni delle query. Ogni albero in questa griglia rappresenta un modo diverso per trovare risultati dal Common Graph alle nostre istantanee. Possiamo scegliere il percorso attraverso la griglia che ha il costo totale più basso, concentrandoci sul riutilizzo delle connessioni piuttosto che costruirne di nuove da zero.

I passaggi per creare questi programmi di valutazione sono sistematici:

  1. Crea la Griglia Triangolare: Fai una griglia che collega le istantanee.
  2. Identifica i Percorsi Migliori: Usa un metodo che trova i percorsi con il costo minore in base a quante connessioni devono essere aggiunte.
  3. Ottimizza i Percorsi: Elimina i nodi non necessari-quelli che collegano solo un altro nodo-per semplificare il processo. Questo può ulteriormente migliorare la velocità per arrivare all'istantanea desiderata.

Trovare Percorsi Efficienti

Mentre esploriamo i percorsi dal Common Graph alle nostre istantanee, cerchiamo le rotte più efficienti. Possono esistere molti percorsi, ma vogliamo trovare quelli che coinvolgono solo aggiunte di nuove connessioni piuttosto che rimozioni.

Ad esempio, immaginiamo di avere più percorsi per raggiungere un'istantanea specifica. Se un percorso richiede diverse aggiunte e cancellazioni, costerà ovviamente di più in termini di sforzo e tempo. D'altra parte, un percorso diretto che prevede solo aggiunte sarà ottimale.

Quando consideriamo i percorsi che coinvolgono sia aggiunte che rimozioni di collegamenti, questi percorsi diventano meno desiderabili perché introducono passaggi extra che non sono necessari. Pertanto, i percorsi che mantengono una struttura semplice con sole aggiunte sono preferiti.

Algoritmo di Condivisione del Lavoro

L'algoritmo di condivisione del lavoro ci aiuta a gestire più istantanee in modo più efficace. Dato che potrebbero esserci molte istantanee da valutare, può diventare costoso calcolare tutto da zero. L'obiettivo dell'algoritmo di condivisione del lavoro è minimizzare gli sforzi duplicati tra le istantanee, soprattutto man mano che ne vengono aggiunte di nuove.

L'algoritmo si suddivide in alcuni passaggi chiave:

  1. Crea una griglia strutturata per le istantanee.
  2. Usa la strategia di valutazione ottimale, identificata attraverso l'analisi precedente.
  3. Combina i lotti di aggiunta dove possibile per evitare ridondanze. Questo significa che se due istantanee possono essere raggiunte attraverso le stesse aggiunte, possiamo combinare questi sforzi in un unico compito.

Riassunto

In sintesi, questi metodi basati sul Common Graph-valutazione direct hop e rappresentazione delle griglie triangolari-offrono mezzi solidi per interrogare i dati nel tempo. Mantengono l'efficienza a mente enfatizzando il riutilizzo dei calcoli precedenti e minimizzando il lavoro non necessario. Applicando queste tecniche, possiamo semplificare il processo di valutazione delle query attraverso più istantanee, rendendo il compito complessivo più facile e veloce.

Questi approcci alla valutazione delle query non solo semplificano il lavoro necessario ma preparano anche la strada per analisi dati più avanzate in vari campi. Con continui miglioramenti e affinamenti, possiamo aspettarci che questi metodi giochino un ruolo significativo nella gestione efficiente di strutture dati complesse nel tempo.

Fonte originale

Titolo: Graph Analytics on Evolving Data (Abstract)

Estratto: We consider the problem of graph analytics on evolving graphs. In this scenario, a query typically needs to be applied to different snapshots of the graph over an extended time window. We propose CommonGraph, an approach for efficient processing of queries on evolving graphs. We first observe that edge deletions are significantly more expensive than addition operations. CommonGraph converts all deletions to additions by finding a common graph that exists across all snapshots. After computing the query on this graph, to reach any snapshot, we simply need to add the missing edges and incrementally update the query results. CommonGraph also allows sharing of common additions among snapshots that require them, and breaks the sequential dependency inherent in the traditional streaming approach where snapshots are processed in sequence, enabling additional opportunities for parallelism. We incorporate the CommonGraph approach by extending the KickStarter streaming framework. CommonGraph achieves 1.38x-8.17x improvement in performance over Kickstarter across multiple benchmarks.

Autori: Mahbod Afarin, Chao Gao, Shafiur Rahman, Nael Abu-Ghazaleh, Rajiv Gupta

Ultimo aggiornamento: 2023-08-28 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2308.14834

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.14834

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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